一种基于三角形约束模型的无源导航的等值线匹配方法

摘要

一种基于三角形约束模型的无源导航的等值线匹配方法，本发明针对无源导航(地形/地磁/重力辅助惯形导航)系统，当运载体刚进入地球物理场适配区域时，惯导系统提供的运载体位置信息存在大误差条件下，为了快速获取高精度的初始匹配值而提出的一种等值线匹配方法，其特征在于利用已知的高精度三角形约束模型进行等值线匹配。本发明是一种自主式匹配方法，具有精度高、鲁棒性好的特点，满足无源导航系统地球物理场匹配技术对运载体初始位置精度的要求以及运载体对无源导航系统实时性要求，可应用于地形/地磁/重力辅助惯性导航等无源导航系统中的初始匹配。

主权项

1.一种基于三角形约束模型的无源导航的等值线匹配方法，其特征在于实现步骤如下：第一步，判断运载体已进入地球物理场适配区域Ω，选取运载体所承载的地球物理场传感器连续的三个采样点，三个采样点所对应的时间分别为t₁、t₂和t₃时刻；第二步，构建三角形几何约束模型，并结合地球物理场参考图所提供的场值与实测地球物理场值之间的尺度变化构建几何约束模型的三角形顶点位置误差置信区间δ；所述构建三角形几何约束模型的过程为：首先获取惯导系统在时间段t₁t₂、t₂t₃内输出的运载体相对行驶距离l₁、l₂及在t₂时刻的相对转向角θ；然后，利用l₁、l₂和θ三个参数构建三角形几何约束模型；第三步，获取运载体承载的地球物理场传感器在t₁、t₂和t₃时刻三个采样点地球物理场值分别对应的全部等值线C₁、C₂和C₃；第四步，构建运载体在采样点t₁时刻惯导系统提供的航向角扇形误差置信区间V，然后以等值线C₁的点集P₁内任意一点为起点，基于航向角扇形误差置信区间V和三角形几何约束模型，寻找运载体在等值线C₂上与之对应的初始匹配点，最终获取运载体在等值线C₂上的初始匹配点集第五步，以初始匹配点集内任意一点为起点，基于三角形几何约束模型，寻找运载体在等值线C₃上与之对应的初始匹配点，获取运载体在等值线C₃上的初始匹配点集第六步，获取同时满足t₁、t₂和t₃时刻匹配点形成初始匹配集；第七步，采用加权概率估计模型算法，计算初始匹配集中各组数据的代价值，取代价值最小的那组数据为运载体最终初始匹配位置。